[发明专利]超结器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超结器件，设置有环绕在电荷流动区周侧的保护环氧化膜，使JFET区域和源区都能实现全面注入，过渡区中的第二接触孔的高宽比大于等于电荷流动区中的第一接触孔的高宽比，采用钨塞工艺填充同时实现对具有不同高宽比的第一和二接触孔的可靠填充，P型阱的注入区的宽度小于P型柱的宽度，能使沟道区域位置处的N型区域的宽度增加。本发明还公开了一种超结器件的制造方法。本发明能在过渡区中接触孔采用较高的高宽比时进行可靠填充，能减少光刻层次，还有利于对接触孔按照器件需要进行布局，同时保证器件的抗雪崩击穿能力不受过渡区的接触孔工艺的影响，能增加沟道区域的N型区域的有效宽度，降低器件的比导通电阻。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种超结(super junction)器件；本发明还涉及一种超结器件的制造方法。

背景技术

现有超结器件中，在电荷流动区中，有交替排列的P型柱和N型柱，以条状的P-N柱即交替排列的P型柱和N型柱的结构为例，每个N柱的上方有一个多晶硅栅，该多晶硅栅可以部分覆盖周边的P柱，也可以不覆盖，每个P柱的上方有一个P型阱(PWell)，在P型阱里有一个N+源区，有一个接触孔，源极金属通过接触孔与源区相连，源极金属通过经过一个高浓度的P+接触区与P区即P型阱相连，源极金属即为组成源极的正面金属层。

在电荷流动区和承受电压的终端区域之间，存在一个过渡区，过渡区中有一个和电荷流动区的P型阱相连的P型环区域，该P型环区域上形成有接触孔，该接触孔之下也有一个高浓度的P+接触区，因此P型环也通过P+接触区和顶部的接触孔连接到源极金属。

为了易于设计，或者为了减少光刻的次数，在利用厚场氧化膜作为自对准而进行源区离子注入的情况下，过渡区的P型环至少有部分区域需要被厚场氧化膜所覆盖，因此被厚氧化膜所覆盖的区域上的接触孔的高宽比会大于电荷流动区的接触孔的最小高宽比，其中电荷流动区的接触孔仅需穿过层间膜，而过渡区中被厚氧化膜所覆盖的区域上的接触孔则需要同时穿过层间膜和厚氧化膜，所以有被厚氧化膜所覆盖的区域上的接触孔的高宽比会大于电荷流动区的接触孔的最小高宽比；而现有工艺中，在金属淀积是采用Ti、TiN和ALCu，Ti、TiN和ALSiCu的制造工艺时，该金属对金属接触孔的覆盖能力有限，对高宽比较高如大于0.5的孔，在进行金属填充时会出现金属针孔，造成器件的性能和可靠性问题。

另一方面，在超结MOSFET的步进(Pitch)不短减小的情况下，P型柱之间的N型漂移区的尺寸不断减小，因此在P型阱的注入区域大于等于P型柱的宽度的情况下，沟道表面处的有效N型区域的尺寸越来越小，严重影响器件的比导通电阻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超结器件，能在过渡区中接触孔采用较高的高宽比时进行无针孔填充，从而能在过渡区中形成保护环氧化膜并利用保护环氧化膜减少光刻层次，还有利于对接触孔按照器件需要进行布局，同时保证器件的抗雪崩击穿能力不受过渡区的接触孔工艺的影响；利用小尺寸的接触孔还能实现增加沟道区域的N型区域的有效宽度，从而降低器件的比导通电阻。为此，本发明还提供一种超结器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的超结器件的中间区域为电荷流动区，终端区环绕于所述电荷流动区的外周，过渡区位于所述电荷流动区和所述终端区之间；包括：

N型外延层，所述N型外延层进行干法刻蚀形成多个沟槽；在所述沟槽中填充由P型外延层并组成P型柱，由各所述P型柱之间的所述N型外延层组成N型柱，由多个交替排列的所述N型柱和所述P型柱组成的超结结构。

在所述电荷流动区中各所述P型柱的顶部都形成有一个P型阱。

在所述过渡区中所述超结结构的表面形成有环绕在所述电荷流动区的周侧的P型环；各所述P型阱和所述P型环相接触。